Eine Motorspindel beziehungsweise ein Spindelmotor ist in den heutigen Zeiten in zahlreichen Maschinen und Robotern in der Industrie zu finden. Diese wichtige Baugruppe stellt einen Direktantrieb dar, was bedeutet, dass die Übersetzung weder von einem Getriebe noch durch einen Keilriemen übernommen wird – die Spindel wird stattdessen direkt über den integrierten Motor angetrieben.
Von modernen Robotern und innovativen Industriemaschinen gehen hohe Anforderungen aus. Diese könne von Spindelmotoren jedoch problemlos erfüllt werden, weshalb Industrieunternehmen durch ihren Einsatz in hohem Maße profitieren. Sie sollten dabei jedoch ebenfalls nicht auf einen kompetenten Partner für Wartung und Reparatur der Spindelmotoren verzichten – hilfreich sind in diesem Zusammenhang beispielsweise die Infos zum Spindelreparatur Service von RS-TEC.
Wie ist ein Spindelmotor aufgebaut?
Abhängig von dem jeweiligen Hersteller des Spindelmotors kann dieser verschiedene Komponenten umfassen. Der grundlegende Aufbau zeigt sich dabei jedoch in den meisten Fällen sehr ähnlich, denn Spindelmotoren setzen sich stets aus einem Motor, einer Spindel und einem Gehäuse zusammen.
Neben diesen Grundelementen sind jedoch noch weitere Bauteile zu finden, wie etwa das Spindellager, die Kühlung, Sensoren für Überwachung und Steuerung, sowie die Werkzeugschnittstelle.
Merkmal der Spindelmotoren: Ihre Kompaktheit
Der Aufbau der Motorspindeln zeigt sich immer als überaus kompakt. Wie die Abmessungen jedoch im Detail ausfallen, ist vor allem von den Maßen des jeweiligen Bearbeitungszentrums, dem Industrieroboter oder der Werkzeugmaschine abhängig.
Dies zeigt sich beispielsweise daran, dass Spindelmotoren mit einem Gehäusedurchmesser von nur 25 Millimetern eingesetzt werden, wenn sie im Rahmen der Mikrozerspanung verwendet werden, geht es um die Schwerzerspanung kann dieser Durchmesser jedoch bereits bis zu 400 Millimeter betragen. Die charakteristische Kompaktheit der Motorspindeln wird vor allem dadurch gefördert, dass sich der elektrische Motor der Baugruppe in der Mitte des vorderen und hinteren Lagers befindet.
Die Spindel der Motorspindeln
Nicht verzichten kann ein Spindelmotor selbstverständlich auf die namensgebende Spindel. Bei ihr handelt es sich um eine Welle, die über eine integrierte Schnittstelle verfügt und rotiert. Abhängig von der Anwendung, bei der die Motorspindel eingesetzt wird, kann sie werkzeugtragend oder werkstücktragend gestaltet sein.
Im Bereich der Schleif- und Frässpindeln sind hauptsächlich die werkzeugtragenden Exemplare der Spindeln zu finden, in Drehmaschinen kommen die werkstücktragenden Modelle zum Einsatz.
Der Motor: Asynchron oder synchron?
Die Spindel wird über den integrierten elektrischen Motor direkt angetrieben. Aus diesem Grund bestehen bei Spindel und Motor stets die gleiche Drehzahl und das gleiche Drehmoment. Zu den Vorteilen, durch die sich ein direkter Antrieb auszeichnet, gehört etwa, dass der Verschleiß sehr gering ausfällt, kaum Reibungsverluste auftreten und Bewegungsungenauigkeiten nahezu vollkommen ausgeschlossen werden können.
Die Spindelmotoren überzeugen dadurch mit ihrem sehr hohen Wirkungsgrad, der beispielsweise herkömmliche Riemenantriebe in den Schatten stellt.
Der standardmäßige Antrieb in den Motorspindeln besteht in einem Asynchronmotor, da sich dieser durch eine besonders simple Handhabung und eine hohe Robustheit auszeichnet. Außerdem sind diese Motoren in der Lage, ein sehr hohes Drehmoment bei geringen Drehzahlwerten zu erreichen.
Allerdings sind in einigen Spindelmotoren durchaus auch Synchronmotoren zu finden. Mithilfe einer sogenannten Permanentmagnet-Technologie wird bei diesen ein noch höherer Wirkungsgrad erzielt, der bei fast 99 Prozent liegt. Dies hat zur Folge, dass sich die Entwicklung von Wärme reduziert und die Leistungsdichte ansteigt. Der Aufwand für die benötigte Kühlung lässt sich so stark reduzieren.